不断提高四足移动机器人在野外条件下的适应性、动态性和负载能力是当今移动机器人研究领域的一个热点。野外环境中,机器人在受到较大外部扰动作用下依然能够保持动态平衡是四足机器人走向实际应用所必需具备的基本能力,更是四足机器人研究的难点。目前的技术尚停留在低速、静态稳定、无扰动的实验室研究阶段,学界对其高速、动态稳定、有扰动的野外运动研究仍处于探索之中。本文以高性能四足机器人为对象平台,考虑外部强扰动作用对机器人运动造成的本质影响,以实现其在未知大小未知方向外部冲击作用下的动态稳定控制为目标展开相关研究。本文立足于提出适合多关节冗余驱动四足机器人系统的等效降维和简化方法,通过将扰动作用解耦为不同方向扰动速度的方式提出机器人在外部冲击作用下的平衡控制方法,进一步提高机器人系统在空间运动过程中的适应性和动态性能,为未来具有更强环境适应性和动态稳定性的野外实地四足机器人应用研究奠定基础。本文从仿生学研究入手,在四足动物运动机理研究的基础上,将二维平面运动等效模型扩展至三维空间,提出适用于四足机器人空间运动的三维弹簧加载倒立摆等效模型,并分别建立其在飞行相和着地相过程中的动力学方程,为后续控制方法研究提供模型基础。进一步针对等效模型开展多维动态稳定控制算法研究,提出了统一着地角计算、能量补偿和姿态角调整的三维空间混合反馈控制方法,并通过联合仿真实现了不同方向不同大小外部冲击作用下的平衡稳定控制,为四足机器人的稳定控制提供算法基础。提出了等效模型-单腿模型-四足模型的扩展和应用方法,将适用于等效模型的稳定控制方法逐步扩展并应用至具有更多主动自由度和复杂结构的单腿模型和四足模型,为实际机器人样机应用提供控制基础。搭建了单腿和四足样机实验平台,实现了单腿样机竖直跳跃以及四足机器人系统在静止站立或者原地踏步状态下遭受外力冲击扰动的稳定平衡控制,侧向冲击冲量最大可达120kgm/s。动态稳定控制是提升四足机器人动态稳定性和环境适应性的关键技术之一。本文的研究成果为四足机器人的动态稳定控制研究提供了新的思路,并能够推广应用于未来面向野外任务的四足机器人移动平台,具有潜在的应用价值。